Произошла ли черная дыра, поедающая звезду, нейтрино? – Новое исследование
В октябре 2019 года нейтрино высокой энергии врезалось в Антарктиду. Нейтрино, которое было чрезвычайно трудно обнаружить, пробудило интерес астрономов: что могло породить такую мощную частицу?
Исследователи проследили происхождение нейтрино до сверхмассивной черной дыры, которая только что разорвалась на части и поглотила звезду. Известный как приливный срыв (TDE), AT2019dsg произошел всего за несколько месяцев до этого – в апреле 2019 года – в том же районе неба, откуда пришло нейтрино.
Художественная иллюстрация приливного разрушения AT2019dsg, где сверхмассивная черная дыра спагетифицируется и поглощает звезду. Часть материала не поглощается черной дырой и выбрасывается обратно в космос. Предоставлено: DESY, Лаборатория научных коммуникаций.
По словам астрономов, чудовищно жестокое событие должно было быть источником мощной частицы.
Но новое исследование ставит под сомнение это утверждение.
В исследовании, опубликованном в этом месяце в Astrophysical Journal, исследователи из Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский и Северо-Западный университет представляют обширные новые радионаблюдения и данные о AT2019dsg, что позволяет команде вычислить энергию, излучаемую этим событием. Результаты показывают, что AT2019dsg генерирует далеко не энергию, необходимую для нейтрино; на самом деле то, что он извергнул, было вполне «обычным», – заключает команда.
Черные дыры – грязные пожиратели
Хотя это может показаться нелогичным, черные дыры не всегда поглощают все, что находится в пределах досягаемости.
«Черные дыры не похожи на пылесосы», – говорит Иветт Сендес, научный сотрудник Центра астрофизики, руководившая исследованием.
Когда звезда приближается слишком близко к черной дыре, гравитационные силы начинают растягивать или спагеттифицировать звезду, объясняет Сендес. В конце концов, удлиненный материал вращается по спирали вокруг черной дыры и нагревается, создавая в небе вспышку, которую астрономы могут заметить за миллионы световых лет от нас.
«Но когда материала слишком много, черные дыры не могут съесть его все сразу», – говорит Кейт Александер, соавтор исследования и докторант Северо-Западного университета, которая называет черные дыры «грязными пожирателями». «Часть газа извергается обратно во время этого процесса – например, когда младенцы едят, часть еды оказывается на полу или стенах».
Эти остатки выбрасываются обратно в космос в виде струи, которая, если будет достаточно мощной, теоретически может генерировать субатомную частицу, известную как нейтрино.
Маловероятный источник нейтрино
Используя Очень большую решетку в Нью-Мексико и Атакамскую большую миллиметровую / субмиллиметровую решетку (ALMA) в Чили, команда смогла наблюдать AT2019dsg на расстоянии около 750 миллионов световых лет в течение более 500 дней после того, как черная дыра начала поглощать энергию. звезда. Обширные радионаблюдения сделали AT2019dsg наиболее хорошо изученным TDE на сегодняшний день и показали, что яркость радиоволн достигла пика примерно через 200 дней после начала события.
Согласно данным, общее количество энергии в оттоке было эквивалентно энергии, излучаемой Солнцем в течение 30 миллионов лет. Хотя это может показаться впечатляющим, мощное нейтрино, обнаруженное 1 октября 2019 года, потребует источника в 1000 раз более мощного.
«Вместо того, чтобы видеть яркую струю материала, необходимую для этого, мы видим более слабый радиоизлучение материала», – объясняет Александр. «Вместо мощного пожарного шланга мы видим мягкий ветер».
Сендес добавляет: «Если это нейтрино каким-то образом пришло из AT2019dsg, возникает вопрос: почему мы не заметили нейтрино, связанные со сверхновыми, на таком расстоянии или ближе? Они гораздо более распространены и имеют одинаковые скорости энергии ».
Команда пришла к выводу, что маловероятно, что нейтрино пришли именно из этого TDE. Однако если это так, астрономы далеки от понимания TDE и того, как они запускают нейтрино.
«Вероятно, мы собираемся проверить это снова», – говорит Сендес, который считает, что еще есть чему поучиться. «Эта конкретная черная дыра все еще питается».
TDE AT2019dsg был впервые обнаружен 9 апреля 2019 года на транзитном предприятии Цвикки в Южной Калифорнии. Нейтрино, известное как IceCube-191001A, было обнаружено нейтринной обсерваторией IceCube на Южном полюсе шесть месяцев спустя.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
